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mini_instru [2021/03/07 09:36] gongyusu [参考资料] |
mini_instru [2021/08/06 11:22] (当前版本) gongyusu [特性指标：] |
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| - | ## 简易多功能掌上仪器 | + | ## 基于LPC845的多功能掌上仪器 |
| - | 设计一款成本在30-40元左右的简易口袋仪器，定位在校学生随身携带，能够通过“定性”的方式使用，指标要求不高。具体要求如下： | + | ### 特性指标： |
| - | * 双路可调直流电压输出 - -4V -+4V，每路能够支持的电流为20mA | + | * **双路可调直流电压输出** |
| - | * 双路示波器 - 1Msps采样率，100KHz模拟带宽，输入信号幅度最大10Vpp | + | * 输出电压的范围：-4V -+4V，每路能够支持的电流为10mA（采用TL974，若要输出更高的电流，可以更换跟TL974管脚兼容的运算放大器） |
| - | * 一路任意波形发生器 - 最高100KHz频率分量的任意波形，输出信号的幅度为-4V ~ 4V可调节，直流偏移可以调节 | + | * MCU输出PWM信号，平均值为0.5-3V来得到-4V到+4V的直流电压，因为使用了反相放大器的缘故，0.5V的输出对应于4V DC，3V的输出对应于-4V |
| - | * 一路数字波形发生器 - 可以调节频率和占空比，频率调节范围为1MHz | + | * 用PWM生成直流电压，可以采用截止频率比较低的低通滤波器对纹波进行滤除，因此PWM的精度可以较高，比如10位，分辨率为8V/1000 = 8mV |
| + | * **双路示波器** | ||
| + | * LPC845内置的ADC采样率为1.2Msps，单通道采样时可以达到的最高采样率，如果双通道同时采样，每个通道能够达到的最高采样率为600Ksps，考虑到采样率的限制，设定被采样的模拟信号的模拟带宽为100KHz，一个周期里可以有至少6个采样点。 | ||
| + | * 外部的模拟电路将输入信号做10:3.3的衰减，MCU的ADC量程为0-3.3V，因此10Vpp的信号将变为3.3Vpp，0V的输入对应于1.65V的中间值，由于器件存在偏差，可以在开机的时候做一下校准，没有任何输入的时候，测定ADC后的值进行偏移处理 | ||
| + | * 外部电路不做AC/DC耦合的切换，如果需要AC耦合，可以通过软件的方式进行处理 - 计算平均值，减掉平均值 | ||
| + | * **一路任意波形发生器** | ||
| + | * LPC845内部有10位的DAC，转换率为最高1Msps，能够产生0-3.3V的模拟信号，通过外部电路映射到-4V 到4V，DAC的数字量为0的时候，输出信号为4V，DAC的数字量为1023的时候，输出信号为-4V，DAC的数字量为511的时候输出信号为0，因此在LPC845内部的RAM中生成波表（256 * 10位），即可通过DAC得到分辨率为10bit的DDS任意波形输出 | ||
| + | * DAC的转换率最高为1Msps，输出模拟信号的最高值设定为100KHz | ||
| + | * **一路数字波形发生器** | ||
| + | * 可以调节频率和占空比，频率调节范围为最高1MHz | ||
| * 带有1.54寸240*240彩色LCD显示，脱离PC也可以进行基本的测试 | * 带有1.54寸240*240彩色LCD显示，脱离PC也可以进行基本的测试 | ||
| + | * 建议选择200 * 200的区域用于波形显示，右侧32 * 200的区域用于菜单，下面的240 * 40用于显示测量的参数和信息/状态 | ||
| + | * 考虑到电源/信号源/示波器在一个界面中进行控制，需要兼顾到三种功能的定义和信息显示 | ||
| * 能够通过USB连接PC,访问www.eetree.cn/wfl的在线测量仪器软件，通过WFL进行波形的显示和控制 | * 能够通过USB连接PC,访问www.eetree.cn/wfl的在线测量仪器软件，通过WFL进行波形的显示和控制 | ||
| + | * 需要支持Digilent的仪器协议 | ||
| - | ### 实现的方法 | + | ### 方案框图 |
| {{drawio>mini_instru.png}} | {{drawio>mini_instru.png}} | ||
| ### 参考资料 | ### 参考资料 | ||
| - | - [[https://www.nxp.com/design/designs/lpc845-multi-tool-tester-platform:LPC845-Multi-Tester|基于LPC845的多功能测试仪]] | + | * [[https://www.nxp.com/design/designs/lpc845-multi-tool-tester-platform:LPC845-Multi-Tester|基于LPC845的多功能测试仪]] |
| - | - [[https://github.com/microbuilder/LPC84x_SAKEE|Github上的设计资源]] | + | * [[https://github.com/microbuilder/LPC84x_SAKEE|Github上的设计资源]] |
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